(57)【要約】      （修正有）【課題】移動通信システムに関し、システム全帯域を複数の周波数ブロックに分割し、周波数ブロックに対する送信電力を効率よく配分できる送信局、移動通信システムおよび送信電力制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】受信局へ複数のサブキャリアを送信する移動通信システムにおける送信局であって、自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した周波数ブロックに無線リソースを割当て、送信局に、無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御する送信電力制御手段を備えることにより達成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信局へ複数のサブキャリアを送信する移動通信システムにおける送信局であって：
自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した各周波数ブロックに無線リソースを割り当て、
無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御する送信電力制御手段；
を備えることを特徴とする送信局。
【請求項２】
請求項１に記載の送信局において：
各無線リソースに対応する送信パケットを、所定の属性に基づいて、データクラスとして分類する送信データ分類手段；
受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて、各データクラスに少なくとも１つの周波数ブロックを割り当てる割当手段；
を備えることを特徴とする送信局。
【請求項３】
請求項２に記載の送信局において：
前記送信データ分類手段は、各無線リソースに対応する送信パケットを、データのヘッダ情報として付与される優先度、送信パケットの伝送において許容される最大遅延時間、送信パケットの伝送における遅延時間の揺らぎに対する要求、送信待ち時間および最低伝送速度に対する要求のうち少なくとも１つに基づいて分類することを特徴とする送信局。
【請求項４】
請求項２または３に記載の送信局において：
前記割当手段は、各データクラスのデータ量に基づいて、少なくとも１つの周波数ブロックを割り当てることを特徴とする送信局。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の送信局において：
送信パケットに要求されるＱｏＳ要求を検出するＱｏＳ検出手段；
前記受信チャネル状態および前記ＱｏＳ要求のうち少なくとも一方に基づいて、各データクラスへの周波数ブロックの割り当てに対する優先度を決定する優先度決定手段；
を備え、
前記割当手段は、前記優先度に基づいて、各データクラスに少なくとも１つの周波数ブロックを割り当てることを特徴とする送信局。
【請求項６】
請求項５に記載の送信局において：
送信パケットの送信待ち時間を検出する送信待ち時間検出手段；
を備え、
前記優先度決定手段は、前記送信待ち時間に基づいて、各データクラスへの周波数ブロックの割り当てに対する優先度を決定することを特徴とする送信局。
【請求項７】
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の送信局において：
送信パケットに要求されるＱｏＳ要求を検出するＱｏＳ検出手段；
を備え、
前記割当手段は、ＱｏＳ要求および受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態のうち少なくとも一方に基づき、所定のデータクラスに少なくとも１つの周波数ブロックを割り当て、前記所定のデータクラスに割り当てられた少なくとも１つの周波数ブロックを、ＱｏＳ要求および受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態のうち少なくとも一方に基づき、前記所定のデータクラス以外のデータクラスに再割り当てを行うことを特徴とする送信局。
【請求項８】
請求項７に記載の送信局において：
前記割当手段は、ＱｏＳ要求および受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態のうち少なくとも一方に基づき、所定の遅延要求を有するデータクラスに少なくとも１つの周波数ブロックを割り当て、前記所定の遅延要求を有するデータクラスに割り当てられた周波数ブロックのうち、スループットが所定以下であり、かつ前記所定の遅延要求より厳しい遅延要求を有するデータクラスに割り当てた場合に所要のレートを満たす周波数ブロックを、前記所定の遅延要求より厳しい遅延要求を有するデータクラスに再割り当てを行うことを特徴とする送信局。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の送信局において：
受信局に対して所要の品質を満たしてデータを伝送するために必要な所要電力を推定する所要電力推定手段；
を備え、
前記送信電力制御手段は、前記所要電力に基づいて、前記無線リソースが割り当てられた各周波数ブロックに送信電力を配分することを特徴とする送信局。
【請求項１０】
請求項９に記載の送信局において：
前記送信電力制御手段は、所定のデータクラスに割り当てられた周波数ブロックに所要電力を配分し、自送信局に割り当てられた総送信電力と配分された所要電力との差分を前記所定のデータクラス以外のデータクラスに割り当てられた周波数ブロックに配分することを特徴とする送信局。
【請求項１１】
請求項９に記載の送信局において：
前記送信電力制御手段は、自送信局に割り当てられた総送信電力を、全ての周波数ブロックに均等に配分し、所定のデータクラスに割り当てられた周波数ブロックに配分される送信電力が所要電力となるように調節し、その結果に応じて、前記所定のデータクラス以外のデータクラスに割り当てられた周波数ブロックに配分する送信電力を決定することを特徴とする送信局。
【請求項１２】
送信局と、前記送信局から送信される複数のサブキャリアを受信する受信局とを備える移動通信システムであって：
前記受信局は、
自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した周波数ブロック毎の受信チャネル状態を測定する受信チャネル状態測定手段；
測定された受信チャネル状態に基づいて、前記送信局に通知する前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を生成する制御情報生成手段；
を備え、
前記送信局は、
前記受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて、無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御する送信電力制御手段；
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
送信局と、前記送信局から送信される複数のサブキャリアを受信する受信局とを備える移動通信システムにおける送信電力制御方法であって：
自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した周波数ブロック毎の受信チャネル状態を測定するステップ；
測定された受信チャネル状態に基づいて、前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を生成するステップ；
前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を送信するステップ；
通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御するステップ；
を有することを特徴とする送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムに関し、特にシステム全帯域を複数の周波数ブロックに分割し、ブロック毎に無線リソースを割り当てる送信局、移動通信システムおよび送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信などのマルチパス環境を伝搬した信号は、周波数選択性フェージングの影響を受ける。その結果、サブキャリア毎の位相回転量および受信電力が変動する。
【０００３】
また、その変動は、伝搬路の環境、周波数により異なり、また周波数選択性はユーザ間で独立である。即ち、周波数によって、受信チャネル状態、例えばＳＩＲ(Signal-to-Interference Power Ratio)の良好なユーザと良好でないユーザとが存在する。
【０００４】
このため、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)やＯＦＣＤＭ(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing)等のマルチキャリアシステムでは、システムに割り当てられた全周波数帯域を複数の周波数ブロックに分割し、分割された周波数ブロック毎に無線リソースを割り当てる周波数スケジューリングが検討されている。
【０００５】
周波数スケジューリングについて、図１を参照して説明する。
【０００６】
図１に示す受信チャネル状態の周波数特性において、横軸は周波数、縦軸は受信チャネル状態であり、横軸はさらに周波数ブロック１〜４に分割される。
【０００７】
受信チャネル状態の周波数特性によれば、周波数によってフェ−ジングの生じ方が異なり、また各ユーザでそのフェ−ジングの生じ方は独立であることがわかる。即ち、ある周波数における各ユーザの受信チャネル状態は異なる場合があることを示している。
【０００８】
そこで、この場合、Ｕｓｅｒ１にとって受信チャネル状態の良い周波数帯域、例えば周波数ブロック１および２がＵｅｓｒ１に割り当てられ、Ｕｓｅｒ２にとって受信チャネル状態の良い周波数帯域、例えば周波数ブロック３および４がＵｅｓｒ２に割り当てられる。このように周波数スケジューリングを行うことによりシステム全体のスループットを上げることができる。
【０００９】
尚、上述した背景技術のうち周波数スケジューリングは、出願人が出願時点で知る限りにおいて文献公知ではない。
【００１０】
また、出願人は出願時点までに本発明に関連する先行技術文献を発見することができなかった。よって、先行技術文献情報を開示していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１２】
各ユーザに割り当てられた周波数ブロックに対して、効率良く送信電力が配分されていない問題がある。
【００１３】
そこで本発明においては、周波数ブロックに対して送信電力を効率よく配分できる送信局、移動通信システムおよび送信電力制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の送信局は、受信局へ複数のサブキャリアを送信する移動通信システムにおける送信局であって、自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した各周波数ブロックに無線リソースを割り当て、無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御する送信電力制御手段を備える。
【００１５】
このように構成することにより、無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に送信電力を配分することができる。
【００１６】
また、本発明の移動通信システムは、送信局と、前記送信局から送信される複数のサブキャリアを受信する受信局とを備える移動通信システムであって、前記受信局は、自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した周波数ブロック毎の受信チャネル状態を測定する受信チャネル状態測定手段と、測定された受信チャネル状態に基づいて、前記送信局に通知する前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を生成する制御情報生成手段とを備え、前記送信局は、前記受信局から通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御する送信電力制御手段を備える。
【００１７】
このように構成することにより、受信局から通知された周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて、無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御することができる。
【００１８】
また、本発明の送信電力制御方法は、送信局と、前記送信局から送信される複数のサブキャリアを受信する受信局とを備える移動通信システムにおける送信電力制御方法であって、自移動通信システムに割り当てられた周波数帯域を分割した周波数ブロック毎の受信チャネル状態を測定するステップと、測定された受信チャネル状態に基づいて、前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を生成するステップと、前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報を送信するステップと、通知された前記周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御するステップとを有する。
【００１９】
このようにすることにより、受信局から通知された周波数ブロックの受信チャネル状態を示す制御情報に基づいて無線リソースが割り当てられた周波数ブロック毎に配分する送信電力を制御することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施例によれば、周波数ブロックに対して送信電力を効率よく配分できる送信局、移動通信システムおよび送信電力制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
本発明の実施例にかかる移動通信システムは、送信局と受信局とを備え、送信局が自送信局内に保持している複数の受信局宛ての送信データをシステム周波数帯域内の複数の周波数サブキャリアを用いて伝送する。また、送信局は、図２Ａに示すように、システム周波数帯域内の複数の周波数サブキャリアを1つ以上のサブキャリアで構成される複数のサブキャリアブロック（周波数ブロック）に分割する。また、送信局は、送信周期ごとに、サブキャリアブロックを割り当て単位として、送信データへの周波数サブキャリアの割当ておよび周波数サブキャリアへの送信電力の配分を行う。
【００２３】
その結果、図２Ｂに示すように、送信局は複数の受信局Ａ、ＢおよびＣ宛ての送信データに対して、時間および周波数の割り当てに加えて送信電力の配分を行う。例えば、送信局は、各サブキャリアブロックに送信電力を、その合計が、送信局に割り当てられた総送信電力以内となるように割り当てる。
【００２４】
本実施例にかかる送信局１００について、図３を参照して説明する。
【００２５】
送信局１００は、アンテナ・アレー１０２と、アンテナ・アレー１０２と接続された送受信制御部１０４と、送受信制御部１０４と接続された受信品質補正演算部１０６、到来方向および伝播距離推定部１１２およびアレイウエイト生成および変調部１２６と、受信品質補正演算部１０６と接続された受信品質情報格納部１０８と、受信品質情報格納部１０８と接続された送信優先度演算部１１０と、送信優先度演算部１１０と接続された、送信電力制御手段、送信データ分類手段、割当手段および所要電力推定手段としてのアンテナパターンおよび送信データ決定部１１８、ＱｏＳ検出手段としてのパケットＱｏＳ検出部１２０および送信待ち時間検出部１２２と、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８と接続された干渉電力推定部１１６、位置情報格納部１１４および送信待ちバッファ１２４とを備える。
【００２６】
到来方向および伝播距離推定部１１２は位置情報格納部１１４と接続され、送信待ちバッファ１２４はパケットＱｏＳ検出部１２０、送信待ち時間検出部１２２およびアレイウエイト生成および変調部１２６と接続され、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、アレイウエイト生成および変調部１２６と接続される。
【００２７】
各受信局からの制御情報を含む制御信号はアンテナ・アレー１０２により受信され、送受信制御部１０４に入力される。
【００２８】
送受信制御部１０４は、制御信号を受信品質補正演算部１０６および到来方向および伝播距離推定部１１２に入力する。
【００２９】
受信品質補正演算部１０６は、入力された制御情報に基づいて、受信品質、例えば、受信局における周波数ブロック毎の受信チャネル状態情報を収集し、必要に応じて補正し、受信品質情報格納部１０８に格納する。
【００３０】
一方、到来方向および伝播距離推定部１１２は、入力された制御情報に基づいて、制御信号の到来方向および伝播距離を推定することにより、受信局の位置の推定を行い、推定された受信局の位置を示す位置情報を位置情報格納部１１４に格納する。
【００３１】
一方、ネットワークからのＩＰパケットが受信されると、受信されたＩＰパケットから宛先アドレス等のパケットヘッダ情報が取得され、送信待ちバッファ１２４に格納される。
【００３２】
送信待ちバッファ１２４では、ＩＰパケットは、送信データとして、例えば、宛先受信局毎に、所定の属性にしたがって分類され、データクラスとして格納される。
【００３３】
例えば、図４に示すように、送信待ちバッファ１２４では、受信局Ａ、Ｂ、ＣおよびＤへ送信される送信データは、所定の属性、例えば、データのヘッダ情報として付与される優先度、送信データの伝送において許容される最大遅延時間、送信データの伝送における遅延時間の揺らぎ（遅延ジッタ）に対する要求、送信待ち時間および最低伝送速度に対する要求のうち少なくとも１つに基づいて、データクラスに分類される。例えば、受信局ＡおよびＢへの送信データから構成される優先度の高いデータクラス１および受信局ＣおよびＤへの送信データから構成される優先度の低いデータクラス２に分類される。
【００３４】
また、送信待ちバッファ１２４では、後述するアンテナパターンおよび送信データ決定部１１８からの命令により、所定のデータクラスの送信データを、後述するアレイウエイト生成および変調部に入力する。
【００３５】
パケットＱｏＳ検出部１２０は、送信待ちバッファ１２４に格納されているＩＰパケットに対するＱｏＳ要求、例えば優先度、遅延要求、保証レートなどを検出し、送信優先度演算部１１０に入力する。
【００３６】
送信待ち時間検出部１２２は、送信待ちバッファ１２４に格納されているＩＰパケットの送信待ち時間を検出し、送信優先度演算部１１０に入力する。
【００３７】
送信優先度演算部１１０は、受信品質情報格納部１０８に格納された受信品質情報、入力されたパケットのＱｏＳ要求および送信待ち時間のうち少なくとも１つに基づいて、各データクラスへのサブキャリアブロックの割当てに対する優先度を決定し、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８に入力する。この場合、例えば、送信待ち時間検出部１２２により所定の送信待ち時間が経過したことを示す情報が入力された場合、そのデータクラスに対する優先度を上げる。
【００３８】
干渉電力推定部１１６は、受信局が通信中である場合には受信局の通信中チャネルの受信Ｃ／Ｉ(Carrier to Interference ratio)情報を推定し、受信局が通信中でない場合には受信局のパイロットチャネルの受信Ｃ／Ｉ情報を推定し、その結果を、アンテナパターンおよび送信電力決定部１１８に入力する。
【００３９】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、受信局の位置情報、優先度および受信Ｃ／Ｉ情報に基づいて、送信データ、送信データに対応するデータクラスに対して割り当てるサブキャリアブロック、アンテナパターンおよび送信電力を決定する。決定された送信データ、送信データに対応するデータクラスに対して割り当てるサブキャリアブロック、アンテナパターンおよび送信電力を示す情報は、アレイウエイト生成および変調部１２６および送信待ちバッファ１２４に通知される。
【００４０】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、入力された優先度に基づいて、優先度が高いデータクラスから割り当てるサブキャリアブロックを決定する。この場合、受信局の受信状態に基づいて、受信局毎に受信状態が良好となるサブキャリアブロックを順に割り当てる。例えば、受信局は受信チャネル状態を測定し、送信局に通知する。また、受信局は、サブキャリアブロック毎の受信チャネル状態を測定し、送信局に通知するようにしてもよい。
【００４１】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、データクラスに対して、予め決定された割合にしたがって１または複数のサブキャリアブロックを割り当てる。例えば、割り当てられるサブキャリアブロックは、各データクラスのデータ量に基づいて決定される。この割り当てられるサブキャリアブロックの割合は所定の周期で更新される。
【００４２】
具体的に説明する。例えば、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、分類されたデータクラス、例えばデータクラス１および２に割り当てられる１または複数のサブキャリアブロックの割合を決定する。次に、決定された割合にしたがって、優先度の高いデータクラス１からサブキャリアブロックを割り当てる。
【００４３】
一例としてデータクラス１に対して２サブキャリアブロックが割り当てられ、データクラス２に対して４サブキャリアブロックが割り当てられる場合について、図５Ａを参照して説明する。
【００４４】
最初に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、データクラス１のデータ、すなわち優先度の高い受信局ＡおよびＢ宛のデータを送信するサブキャリアブロックを選択する。例えば、各受信局の周波数に対する受信状態に基づいて、受信局ＡおよびＢに対する受信状態の良いサブキャリアブロックｂおよびｅが割り当てられる。
【００４５】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、データクラス２のデータ、すなわち優先度の低い受信局ＣおよびＤ宛のデータを送信するサブキャリアブロックを選択する。この場合、例えば、各受信局の周波数に対する受信状態に基づいて、未割り当てのサブキャリアブロックａ、ｃ、ｄおよびｆのうち、受信局Ｃに対して受信状態の良いサブキャリアブロックａおよびｆが割り当てられ、受信局Ｄに対して受信状態の良いサブキャリアブロックｃおよびｄが割り当てられる。
【００４６】
また、例えば、所定のデータクラスのユーザ、例えば遅延に対する要求条件が厳しくない非実時間トラヒックのユーザに対して、受信チャネル状態およびＩＰパケットに対するＱｏＳ要求のうち少なくとも一方に基づき、暫定的に周波数ブロックの仮割り当てを行うようにしてもよい。このようにすることにより非実時間型トラヒックのユーザに対して、スループットを最大にすることができる。
【００４７】
一方、他のデータクラスのユーザ、例えば遅延要求の厳しい実時間型トラヒックに対して、受信チャネル状態およびＩＰパケットに対するＱｏＳ要求のうち少なくとも一方に基づき周波数ブロックの再割り当てを行う。例えば、所要のレートを満たすことのできる複数の周波数ブロックの中から、すでに仮割り当てを行った非実時間型トラヒックのユーザのスループットがもっとも低い周波数ブロックを選択し、その周波数ブロックの割り当てを実時間型トラヒックのユーザに変更する。ここで、実時間型トラヒックとして、非実時間型トラヒックでも待ち時間が長く、遅延要求が厳しくなったユーザも含めるようにしてもよい。
【００４８】
図５Ｂを参照して、具体的に説明する。
【００４９】
送信優先度演算部１１０は、アンテナパターンおよび送信データ演算部１１８にＩＰパケットに対するＱｏＳ要求を入力する。
【００５０】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、入力されたＩＰパケットに対するＱｏＳ要求および受信チャネル状態のうち少なくとも一方、例えば、各周波数ブロックにおいて、最も受信状態のよい非実時間トラヒックのユーザに対して、暫定的に周波数ブロックの仮割り当てを行う。例えば、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、サブキャリアブロックａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆに対して、それぞれ受信局Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｃ、ＥおよびＧの仮割り当てを行う。
【００５１】
次に、図５Ｂに示されるような受信信号レベルおよび各サブキャリアブロック（周波数ブロック）において実現できるデータレートを有する受信局（ユーザ）ＡおよびＢに対して、ＱｏＳ要求および受信チャネル状態のうち少なくとも一方に基づいて、サブキャリアブロックを割り当てる。ここで、ユーザＡおよびＢは優先ユーザであり、例えば遅延要求の厳しい実時間型トラヒックを受信する。例えば、所要のレートを満たすことのできる複数の周波数ブロックの中から、すでに仮割り当てを行った非実時間型トラヒックのユーザのスループットがもっとも低い周波数ブロック、すなわちサブキャリアブロックｂおよびｆを選択し、その周波数ブロックの割り当てを実時間型トラヒックのユーザに変更する。その結果、サブキャリアブロックｂおよびｆに対して、それぞれ受信局ＢおよびＡが割り当てられる。
【００５２】
優先度に基づいて、一元的にサブキャリアブロックの割り当てを行う場合には，サブキャリアブロックによっては過剰品質、すなわち、要求のレートよりも十分に受信チャネル状態がよくなる可能性がある。したがって、受信チャネル状態に応じて高速化を図れる非実時間型のトラヒック（データクラス）に対して暫定的に割り当てを行い、その後に遅延に対する要求条件の厳しい実時間型トラヒックの要求品質を満たすために必要なチャネル状態のうち、すでに割り当てを行っている非実時間型トラヒックのスループットがもっとも低い周波数ブロックを選択し、再割り当てを行う。このようにすることにより割り当ての効率化を図ることができる。また、このようにすることにより、実時間型トラヒックに対する過剰品質がなくなり、非実時間型トラヒックに対しては受信チャネル状態のよいところが実時間型トラヒックに割り当てられることがなくなるので、両トラヒックの誤り率、スループットが改善する。
【００５３】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、入力された受信Ｃ／Ｉ情報を用いて、後述する各受信局の受信品質情報の算出方法により受信品質を求め、求められた受信品質に基づいて、サブキャリアブロックを用いて送信するデータが所要の品質を満たして受信局に伝送されるような所要電力を決定する。
【００５４】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、特定のデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックの送信電力を、そのサブキャリアブロックを用いて送信するデータが所要の品質を満たして受信局に伝送されるように決定する。また、送信局に割り当てられた総送信電力と決定された送信電力との差分である余剰電力を特定のデータクラス以外のデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックに配分する。
【００５５】
例えば、図６Ａに示すように、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は特定のデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックｂおよびｅに、所要の品質を満たして伝送するために必要な所要電力を配分する。
【００５６】
この場合、例えば、優先度が高いデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックから順に、所要電力を満たすように配分する。具体的には、優先度の高いデータクラス１の送信データに割り当てられたサブキャリアブロックの送信電力を決定する。このようにすることにより、確実に伝送したいデータクラスの送信データに対して割り当てられたサブキャリアブロックに、所要電力を先に割り当てることができる。
【００５７】
次に、送信局１００に割り当てられた総送信電力と、優先度の高いデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックに配分された所要電力との差分である余剰電力の配分について説明する。
【００５８】
例えば、図６Ｂに示すように、余剰電力を、送信電力が未配分であるサブキャリアブロックａ、ｃ、ｄおよびｆに対して均等に配分する。このようにすることにより送信電力が未配分であるサブキャリアブロックに対し、余剰電力を容易な処理で配分できる。
【００５９】
また、例えば、図６Ｃに示すように、余剰電力を送信電力が未配分であるサブキャリアブロックａ、ｃ、ｄおよびｆに対して、各サブキャリアブロックに対する所要電力に対するマージンが均一になるように配分するようにしてもよい。
【００６０】
各サブキャリアブロックに対する所要電力は異なる場合があり、この異なる所要電力に応じて送信電力を決定することにより余剰電力を有効に使用することができる。また、所要電力を測定したときと、実際に送信するときとの間に制御遅延があるため、所要の最低電力に対するマージンを設けることにより、制御遅延により所要電力が変動した場合においても、受信局で所要の品質で受信できるように送信電力を配分することができる。このように余剰電力を配分することにより、余剰電力を有効に使うことができ、かつ受信局に所要の品質で受信させることができる。
【００６１】
また、例えば、図６Ｄに示すように、余剰電力を送信電力が未配分であるサブキャリアブロックａ、ｃ、ｄおよびｆに対して、各サブキャリアブロックに対応する所要電力の小さいサブキャリアブロックから配分するようにしてもよい。このようにすることにより、多くのサブキャリアブロックに余剰電力を所要電力を満たすように配分でき、所要の品質を満たすように送信できるサブキャリアブロックを増加させることができる。このため、送信データを送信できる受信局を多く設定でき、不必要な電力の消費を減らすことができる。
【００６２】
次に、全てのサブキャリアブロックに送信局に割り当てられた総送信電力を均等に配分し、その後、予め決められた特定のデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックに配分する送信電力をそのサブキャリアブロックの所要電力を満たすように配分する。この結果、仮配分された送信電力の合計が送信局に割り当てられた総送信電力以上となり不足する場合は、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックに仮配分された送信電力を減少させる。一方、配分された送信電力の合計が送信局に仮配分された総送信電力以下となる場合は、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックに配分する送信電力を増加させる。
【００６３】
例えば、送信電力が不足する場合に、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、所要電力に対するマージンが大きいサブキャリアブロックに仮配分された送信電力を減少させる。
【００６４】
図７を参照して具体的に説明する。
【００６５】
最初に、全てのサブキャリアブロックに、送信局に割り当てられた総送信電力を均等に仮配分する。
【００６６】
次に、特定のデータクラス、例えば優先度の高いデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロック、例えばサブキャリアブロックｂおよびｅに対して配分された電力が所要電力に対して不足している場合には、そのサブキャリアブロックへ配分する電力を増加させる。
【００６７】
例えば、所要電力となるように送信電力を増加させる。このように、特定のデータクラスにおいて、仮配分された電力に対して所要電力の方が大きく、配分する電力を増加させた場合、仮配分された送信電力の合計が送信局に割り当てられた総送信電力以下となるように、他のサブキャリアブロックに仮配分された送信電力を減少させることにより調節する。例えば、所要電力に対するマージンが最も大きいサブキャリアブロック、例えばｄに仮配分された送信電力を減少させることにより調整する。
【００６８】
また、この場合、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、仮配分された電力が、所要電力に対して不足しているサブキャリアブロックに仮配分された送信電力を減少させることにより調節するようにしてもよい。
【００６９】
例えば、図８に示すように、全てのサブキャリアブロックに、送信局に割り当てられた総送信電力を均等に仮配分した場合に、特定のデータクラスｂおよびｅに仮配分されたサブキャリアブロックに対する送信電力が不足している場合には、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、仮配分された電力が所要電力に対して不足しているサブキャリアブロック、例えばｆに仮配分された送信電力を減少させることにより、その特定のサブキャリアブロックに配分される送信電力を増加させる。
【００７０】
このようにすることにより、送信局１００に割り当てられた総送信電力の範囲で、サブキャリアブロックに配分される送信電力を、所要電力を満たすように配分することができる。
【００７１】
一方、例えば、全てのサブキャリアブロックに、送信局１００に割り当てられた総送信電力を仮配分した場合に、仮配分された送信電力が予め決められた特定のデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロックの所要電力以上、すなわち、所要電力に対して余剰電力が生じた場合には、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、所要電力に対するマージンが小さいかあるいは不足しているサブキャリアブロックに対してその仮配分された送信電力と所要電力との差分である余剰電力を再配分するようにしてもよい。
【００７２】
図９を参照して具体的に説明する。
【００７３】
例えば、全てのサブキャリアブロックに、送信局１００に割り当てられた総送信電力を均等に仮配分する。次に、特定のデータクラス、例えば優先度の高いデータクラスに割り当てられたサブキャリアブロック、例えばサブキャリアブロックｂおよびｅに対して、仮配分された電力が所要電力に対して過剰である場合には、そのサブキャリアブロックへ配分する電力を減少させる。
【００７４】
例えば、所要電力または所定のマージンを見込んだ所要電力となるように送信電力を減少させる。その結果生じた余剰電力は、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、所要電力に対するマージンが小さいかあるいは不足しているサブキャリアブロック、例えばサブキャリアブロックｆに対して再配分する。
【００７５】
また、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、所要電力に対するマージンが小さいかあるいは不足しているサブキャリアブロックに対して余剰電力を再配分しても所要電力に達しない場合には、このサブキャリアブロックを除くサブキャリアブロックに再配分するようにしてもよい。
【００７６】
図１０を参照して具体的に説明する。
【００７７】
例えば、全てのサブキャリアブロックに、送信局に割り当てられた総送信電力を均等に仮配分する。次に、特定のデータクラス、例えば優先度の高いデータクラスに割り当てたサブキャリアブロック、例えばサブキャリアブロックｂおよびｅに対して仮配分された電力が所要電力以上、すなわち、所要電力に対して余剰電力が生じた場合には、そのサブキャリアブロックへ配分する電力を減少させる。
【００７８】
例えば、所要電力またはマージンを見込んだ所要電力となるように配分する電力を減少させる。その結果生じた余剰電力は、特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックのうち、所要電力に対するマージンが小さいかあるいは不足しているサブキャリアブロック、例えばサブキャリアブロックｆに対して再配分しても所要電力に達しない場合には、このサブキャリアブロックｆを除く他の特定のデータクラス以外に割り当てられたサブキャリアブロックａ、ｃ、ｄおよびｅに再配分する。
【００７９】
このようにすることにより、全てのサブキャリアブロックに対して送信電力を所要電力以上となるように配分することができる。このため、受信局に対して、所要の品質で受信させることができる。
【００８０】
送信待ちバッファ１２４は、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８により指定された送信データを取り出し、アレイウエイト生成および変調部１２６に入力する。
【００８１】
アレイウエイト生成および変調部１２６は、入力された送信データに対して、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８により指定されたサブキャリアブロックが割り当てられ、符号化・変調処理が行われ、送受信制御部１０４により各受信局へ送信される。
【００８２】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８のおいて行われるパケットデータの送信スケジューリング方法について、図１１を参照して説明する。
【００８３】
最初に、位置情報格納部１１４から各受信局の位置情報を取得する（ステップＳ１１０２）。
【００８４】
また、干渉電力推定部１１６から推定された受信Ｃ／Ｉ情報が入力され（ステップＳ１１０４）、また、送信優先度演算部１１０から各データクラスへのサブキャリアブロックの割り当てに対する優先度の情報が入力される（ステップＳ１１０６）。
【００８５】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、接続中の全受信局の送信優先度をランキングする（ステップＳ１１０８）。
【００８６】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、受信Ｃ／Ｉ情報に基づいて所要電力を決定し、後述する手順により、指向性ビーム数および方向を決定する（ステップＳ１１１０）。
【００８７】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、各指向性ビームのユーザ多重数を決定する（ステップＳ１１１２）。
【００８８】
次に送信処理が行われる（ステップＳ１１１４）。
【００８９】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８において行われる各受信局の受信品質の算出処理について、図１２を参照して説明する。
【００９０】
最初に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、受信局が通信中か否かを判断する（ステップＳ１２０２）。
【００９１】
受信局が通信中である場合（ステップＳ１２０２：ＹＥＳ）、干渉電力推定部１１６は受信局の通信中チャネルの受信Ｃ／Ｉ情報を入力する（ステップＳ１２０４）。アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、入力された受信局の通信中チャネルの受信Ｃ／Ｉ情報に基づいて、受信局の受信品質情報を算出する（ステップＳ１２１２）。
【００９２】
一方、受信局が通信中でない場合（ステップＳ１２０２：ＮＯ）、干渉電力推定部１１６は受信局のパイロットチャネルの受信Ｃ／Ｉ情報を入力する。
【００９３】
また、受信局の位置情報が位置情報格納部１１４から入力される（ステップＳ１２０８）。次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、受信局の位置情報に基づいて、指向性ビームを向けたときの利得を推定する（ステップＳ１２１０）。
【００９４】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、受信局のパイロットチャネルの受信Ｃ／Ｉ情報および推定された指向性ビームを向けたときの利得に基づいて、受信局の受信品質情報を算出する（ステップＳ１２１２）。
【００９５】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８により行われる指向性ビーム数・方向の決定の方法について、図１３を参照して説明する。
【００９６】
最初に、位置情報格納部１１４から、各受信局の位置情報が入力される（ステップＳ１３０２）。
【００９７】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、各受信局の位置情報に基づいて、優先度が最大の受信局の方向にビームを形成することを決定する（ステップＳ１３０４）。
【００９８】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、各受信局の位置情報に基づいて、所定の角度θ０度以上離れた方向に受信局が存在するか否かを判断する（ステップＳ１３０６）。
【００９９】
所定の角度θ０度以上離れた方向に受信局が存在する場合（ステップＳ１３０６：ＹＥＳ）、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８はビームを追加するように決定し（ステップＳ１３０８）、ステップＳ１３０６に戻る。
【０１００】
一方、所定の角度θ０度以上離れた方向に受信局が存在しない場合（ステップＳ１３０６：ＮＯ）、終了する。
【０１０１】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８により行われる他の指向性ビーム数・方向の決定方法について、図１４を参照して説明する。
【０１０２】
最初に、位置情報格納部１１４から、各受信局の位置情報が入力される（ステップＳ１４０２）。
【０１０３】
アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、各受信局の位置情報に基づいて、優先度が最大の受信局の方向にビームを形成することを決定する（ステップＳ１４０４）。
【０１０４】
次に、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、各受信局の位置情報に基づいて、次の優先度の受信局方向にビームの追加が可能であるか否かを判断する（ステップＳ１４０６）。
【０１０５】
次の優先度の受信局方向にビームの追加が可能である場合（ステップＳ１４０６：ＹＥＳ）、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８はビームを追加するように決定し（ステップＳ１４０８）、ステップＳ１４０６に戻る。
【０１０６】
一方、次の優先度の受信局方向にビームの追加が可能でない場合（ステップＳ１４０６：ＮＯ）、アンテナパターンおよび送信データ決定部１１８は、他に受信局が存在するか否かを判断する（ステップＳ１４１０）。
【０１０７】
他に受信局が存在する場合（ステップＳ１４１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０６に戻る。
【０１０８】
一方、他に受信局が存在しない場合（ステップＳ１４１０：ＮＯ）、終了する。
【０１０９】
次に、本実施例にかかる受信局の構成について、図１５を参照して説明する。
【０１１０】
本実施例にかかる受信局２００は、ＲＦ受信回路２００−１と、ＲＦ受信回路２００−１と接続されたサブキャリア信号分離部２００−２と、サブキャリア信号分離部２００−２と接続されたチャネル推定部２００−３と、サブキャリア信号分離部２００−２及びチャネル推定部２００−３と接続された１または複数の受信チャネル状態測定部２００−４と、１または複数の受信チャネル状態測定部２００−４と接続された制御情報生成手段としてのフィードバックデータ生成部２００−５と、フィードバックデータ生成部２００−５と接続された符号化・変調部２００−６と、符号化・変調部２００−６と接続されたＲＦ送信回路２００−７と、サブキャリア信号分離部２００−２と接続された１または複数の復調部２００−８と、１または複数の復調部２００−８とそれぞれ接続された１または複数の復号部２００−９と、１または複数の復号部２００−９と接続された並直列変換部２００−１０と、並直列変換部２００−１０と接続されたＩＰパケット復元部２００−１１とを備える。
【０１１１】
送信局１００から送信された送信信号は、ＲＦ受信回路２００−１において受信される。ＲＦ受信回路２００−１は、受信信号をサブキャリア信号分離部２００−２に入力する。サブキャリア信号分離部２００−２は、受信信号をサブキャリア毎の信号に分離し、分離されたサブキャリア毎の信号をサブキャリア毎に１または複数の復調部２００−８、及びサブキャリア毎に１または複数の受信チャネル状態測定部２００−４に入力する。また、サブキャリア信号分離部２００−２は、分離されたサブキャリア毎の信号をチャネル推定部２００−３に入力する。
【０１１２】
各復調部２００−８は、入力されたサブキャリア毎の信号を復調し、復調された信号を復調された信号毎に１または複数の復号部２００−９に入力する。各復号部２００−９は、入力信号を復号し、復号された信号を並直列変換部２００−１０に入力する。並直列変換部２００−１０は、入力信号を並直列変換し、ＩＰパケット復元部２００−１１に入力する。ＩＰパケット復元部２００−１１は、入力信号を復元する。
【０１１３】
一方、チャネル推定部２００−３は、サブキャリア毎にパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、サブキャリア毎のチャネル推定値を１または複数の受信チャネル状態測定部２００−４に入力する。
【０１１４】
各受信チャネル状態測定部２００−４は、入力されたサブキャリア毎の信号及びチャネル推定値に基づいて、受信チャネル状態、例えばＳＩＲを測定し、その測定値をフィードバックデータ生成部２００−５に入力する。フィードバックデータ生成部２００−５は、入力された受信チャネル状態の測定値に基づいて、周波数ブロックの受信チャネル状態を示すフィードバックデータ（制御情報）を生成し、生成したフィードバックデータを符号化・変調部２００−６に入力する。符号化・変調部２００−６は、入力されたフィードバックデータを符号化・変調し、ＲＦ送信回路２００−７に入力する。ＲＦ送信回路２００−７は、フードバックデータを制御情報として送信局１００へフィードバックする。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかる送信局、移動通信システムおよび送信電力制御方法は、システム全帯域を複数の周波数ブロックに分割し、ブロック毎に無線リソースを割り当てる移動通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】周波数スケジューリングを示す説明図である。
【図２Ａ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図２Ｂ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる送信装置を示す部分ブロック図である。
【図４】データクラスを示す説明図である。
【図５Ａ】サブキャリアブロックの割り当て方法を示す説明図である。
【図５Ｂ】サブキャリアブロックの割り当て方法を示す説明図である。
【図６Ａ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図６Ｂ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図６Ｃ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図６Ｄ】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図７】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図８】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図９】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図１０】送信電力の配分方法を示す説明図である。
【図１１】パケットデータの送信スケジューリングを示すフローチャートである。
【図１２】各受信装置の受信品質情報の算出方法を示すフローチャートである。
【図１３】指向性ビーム数・方向の決定方法を示すフローチャートである。
【図１４】指向性ビーム数・方向の決定方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施例にかかる受信装置を示す部分ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  送信局
２００  受信局
【図１】
2006237897.tif 000003
【図２Ａ】
2006237897.tif 000004
【図２Ｂ】
2006237897.tif 000005
【図３】
2006237897.tif 000006
【図４】
2006237897.tif 000007
【図５Ａ】
2006237897.tif 000008
【図５Ｂ】
2006237897.tif 000009
【図６Ａ】
2006237897.tif 000010
【図６Ｂ】
2006237897.tif 000011
【図６Ｃ】
2006237897.tif 000012
【図６Ｄ】
2006237897.tif 000013
【図７】
2006237897.tif 000014
【図８】
2006237897.tif 000015
【図９】
2006237897.tif 000016
【図１０】
2006237897.tif 000017
【図１１】
2006237897.tif 000018
【図１２】
2006237897.tif 000019
【図１３】
2006237897.tif 000020
【図１４】
2006237897.tif 000021
【図１５】
2006237897.tif 000022